How big is Ангстрем?

Ангстрем — це одиниця довжини, що дорівнює одній десятимільярдній частці метра: рівно 0,1 нанометра, або 100 пікометрів. Вона не входить до сучасної метричної системи — Міжнародної системи одиниць (СІ), але вчені досі користуються нею для розмірів атомів, довжин зв’язків між ними та довжин хвиль світла. Її символ — Å, а названа вона на честь шведського фізика Андерса Йонаса Ангстрема.

Визначення

Міжнародне бюро мір і ваг (BIPM), яке опікується СІ, зараховує ангстрем до одиниць, що не входять до СІ. Воно визначає 1 ангстрем як 0,1 нанометра й відносить його до тієї самої групи, що й інші історичні назви десяткових кратних і часткових одиниць СІ, як-от літр. Нанометр — це мільярдна частка метра, а пікометр — трильйонна.

У Сполучених Штатах Національний інститут стандартів і технологій (NIST) зараховує ангстрем до позасистемних одиниць, якими все ще можна користуватися поряд із СІ. Міжнародний комітет, що наглядає за СІ, дозволив це в 1978 році, бо ця одиниця вже міцно закріпилася в окремих галузях. NIST і досі не радить власним авторам вживати ангстрем і наголошує, що його не слід запроваджувати в галузях, де його ще не використовують. NIST зберігає шведське написання — ångström.

Порівняння розмірів

Атом водню має в поперечнику близько 1 ангстрема: 1,06 ангстрема, якщо вимірювати як подвоєний радіус Бора.
Два атоми вуглецю, з’єднані одинарним зв’язком, перебувають у середньому на відстані 1,54 ангстрема один від одного, рахуючи від центра до центра. Подвійний зв’язок зближує їх до 1,34 ангстрема, а потрійний — до 1,20.
Видиме світло має довжини хвиль 4 000–7 000 ангстремів, від фіолетового до червоного.
Людська волосина завширшки 800 000–1 000 000 ангстремів.
Якби один ангстрем збільшили до розміру 1 міліметра, волосина була б завширшки 0,8–1 кілометра. Людина зростом 1,7 метра була б заввишки 17 000 кілометрів, що становить приблизно чотири третини ширини Землі.

Хто користується ангстремом

Зв’язки між атомами зазвичай мають довжину 1–2 ангстреми, тож відстані в масштабі атомів у цій одиниці виражаються невеликими зручними числами. Підручники з хімії досі наводять довжини зв’язків у ангстремах.

Фахівці з електронної мікроскопії також часто виражають чіткість своїх зображень у ангстремах. Мікроскоп TEAM 0.5, представлений у Національній лабораторії імені Лоуренса в Берклі в 2008 році, створили для того, щоб розрізняти деталі, віддалені одна від одної на пів ангстрема. Астрономи, які вивчають видиме світло, для його довжин хвиль користуються і ангстремами, і нанометрами.

Звідки походить назва

Андерс Йонас Ангстрем (1814–1874) у 1858 році став професором фізики Уппсальського університету в Швеції. Він був одним із засновників спектроскопії — науки про кольори світла, яке речовини випромінюють або поглинають. Він також першим вивчив спектр північного сяйва.

У 1868 році Ангстрем опублікував докладне дослідження спектра Сонця — Recherches sur le spectre solaire («Дослідження сонячного спектра»), яке довго правило за еталонну працю. Він запровадив одиницю для довжин хвиль світла, яку згодом прийняли на міжнародному рівні й назвали ангстремом на його честь.